岩溶地区隧洞开挖支护关键技术的研究.docVIP

岩溶地区隧洞开挖支护关键技术的研究 　　云南省临沧市水利水电勘测研究院 云南省临沧市 677000 　　摘要：随着我国经济的快速发展和农业发展的需要，保证水利工程建设快捷实施，促进了水利行业的进步。隧洞开挖是水利工程中的重要工程，但在隧洞开挖中，由于受地质条件影响，经常出现支护不到位问题，导致安全事故的发生。本文就岩溶地区隧洞开挖的难点与对策进行分析，对其支护关键技术进行探讨。 　　关键词：岩溶地区；隧洞开挖；难点与对策；支护关键技术 　　岩溶地质是我国常见的一种地质，包括石灰岩、石膏、白云岩等各种可溶性岩层，由于其在受到水体渗入与机械作用时比较容易产生空洞或裂缝，进而引起空洞顶部出现塌落，给隧洞开挖带来了极大的困难，如果支护工作不到位，极容易导致安全事故的发生。因此，掌握相应的支护关键技术，对于提高岩溶地区隧洞开挖工程的安全有着十分重要的意义。 　　一、岩溶地区隧洞工作难点与对策 　　岩溶地区隧洞开挖最容易遇到的问题就是岩溶灾害，会造成开挖过程中出现涌水、突泥以及支护结构变形、塌陷等问题，给隧洞开挖造成阻碍，甚至带来安全问题，对此，可以通过各种针对性措施来预防。 　　（一）涌水预防 　　岩溶涌水主要是指在开挖过程中，地下水向隧洞开挖面集中并涌水，进而引起岩洞塌陷。针对此问题，可以根据涌水量的大小以及周边的环境条件等，在疏导为主的基础上，对其采取堵排结合的治理措施。 　　如果涌水量较大，需要采用封堵的方法；涌水属于局部的渗漏水，则可以在封堵基础上，限量将水排出，并对隧道顶部的围岩利用注浆和喷锚的方式进行加固，隧道底部围岩则可用注浆与桩基来提高强度；对于不易封堵的干溶洞或暗河，则应该通过排水洞或涵管来进行排水[1]。 　　（二）突泥预防 　　突泥是指随着地下水活动，大量的泥砂涌出造成隧洞堵塞、地面塌陷的问题煤气泥砂多是岩溶中的松散含水层、碎裂带等。为防止此问题，可以通过采用合理的施工方法来减小施工过程对岩洞造成的扰动。 　　当岩溶地质条件为极破碎围岩段时，可以采用台阶法的施工方式，按照台阶间长度差异又可以分为长、短和超短三种；当岩溶地质为比较容易塌陷的软弱围岩时，可以采用断面分部开挖的施工方法，按照开挖方式的不同，又可以分为台阶分部开挖、单侧壁导坑与双侧壁导坑三种。 　　（三）支护变形预防 　　支护变形主要是指作为支护作用存在的锚杆、挂网或喷混凝土等受力方向或大小超过原先设计的范围，导致其在外部作用力下出现变形。此问题的预防主要是做好施工地区地质条件的探测，确定地质类型，根据地质特点选择合适的支护参数，然后建立相应的开挖模型，对其进行有限元计算分析。 　　二、岩溶地区隧洞开挖支护关键技术 　　（一）超前加固与支护 　　岩溶地区隧洞开挖过程中由于空洞、填充引起的坍塌多具有突发性，如果不进行事先的加固与支护处理，就很难避免安全事故的发生。 　　超前加固与支护就是先利用浅空钻探或物探的技术手段，来对隧洞前方地质情况进行探测，以发现是否有隐伏岩溶的存在。如果探查到隐伏岩溶，由于其多有围岩强度较差、自稳能力较弱等特点，应该县里注浆或冷冻的方式来对其进行加固，以提高整体的强度，并采用锚杆、导管进行超前支护，来达到保证施工安全的目的[2]。 　　（二）不同岩溶条件的支护措施 　　岩溶地区的地质条件变化比较复杂，尤其是其中含有的填充物，会与围岩有着很大的性质差异，但填充物又是引起隧洞塌陷的主要原因，因此，需要根据岩条件与填充物的差异采取针对性的支护措施。 　　1、岩溶裂缝支护 　　如果隧洞开挖前方有岩溶裂缝，在支护上，只利用小导管即可；如果同时还伴有充水问题，在水量不大且没有水体没有源头时，可以不做处理，而水量较多时，则应该在小导管中进行注浆，将水封堵。 　　2、岩溶含水较多 　　如果隧洞开挖部位的岩溶地区地下水较为丰富，在通过固结围岩进行支护时，需要先做放水试验，来确定地下水的具体情况，再制定相应的处理与施工方法，比如冷冻法，就是通过降低温度是流砂与富水粘土与周边的围岩固结成一体，来避免开挖过程中流砂等涌出。如果岩溶地区有暗河或水源有补给时，要先对隧洞周边的溶管进行探查，以设计过水通道，过水通道在设计时需要有一定坡度和过水断面，以有效控制过水量，并防止泥砂淤积问题的发生。 　　3.填充物为泥砂 　　在探明隧洞开挖前方的岩溶中含有泥砂填充物，且整体量较多时，在支护方法上应该采取先大管棚后注浆的方法。首先，利用强度等级为C20的混凝土灌注止浆墙，将掌子面封闭，厚度在1-5m之间；其次，在隧洞开挖线外的3-8m进行局部帷幕注浆，将泥砂进行固结，并防止出现涌水；第三，根据泥砂位置与对周边影响的大小情况，利用直径在75-150mm的钢管制成大管棚，并向其中灌注水泥泥沙浆。 　　4.填充物为碎石或块